本發(fā)明涉及一種單吸離心式葉輪設(shè)計(jì)方法，特別涉及一種離心式單吸雙葉輪水力設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)：

泵是一種應(yīng)用非常廣泛的通用機(jī)械，種類甚多，在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門中應(yīng)用極廣，與人們的生活有著密不可分的關(guān)系，可以說凡是有液體流動(dòng)之處，凡乎都有泵在工作。離心泵是各種泵中應(yīng)用最為廣泛的一種，廣泛應(yīng)用于農(nóng)田灌溉、石油化工、城市給水、航空航天、船舶工業(yè)等社會(huì)生活和國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門中。隨著離心泵技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，其應(yīng)用范圍將更加廣泛、作用更大。

單吸離心式泵，因其具有揚(yáng)程高、流量大的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)和工程中。葉輪作為水泵的核心部件，對(duì)泵的許多性能參數(shù)起決定作用?，F(xiàn)有的單吸雙葉輪離心泵存在振動(dòng)較大，導(dǎo)流性能差，流動(dòng)性不好的現(xiàn)象，不能達(dá)到很好輸送介質(zhì)的目的。針對(duì)上述存在的不足，本發(fā)明人發(fā)明了“一種單吸離心式葉輪設(shè)計(jì)方法”，不僅給出了單吸雙葉輪離心泵葉輪參數(shù)系統(tǒng)的、精確的設(shè)計(jì)方法，而且解決了單吸雙葉輪離心泵振動(dòng)大、流動(dòng)性差的問題，增強(qiáng)了單吸雙葉輪泵的可靠性，提高了單吸雙葉輪離心泵的水力效率，延長了泵的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種單吸離心式葉輪設(shè)計(jì)方法。通過改善葉輪的幾個(gè)重要參數(shù)的設(shè)計(jì)方法，提高了單吸雙葉輪離心泵的效率和可靠性。使設(shè)計(jì)的單吸雙葉輪離心泵的葉輪振動(dòng)變小，導(dǎo)流性能較好，輸送介質(zhì)的能力較好。實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：

1.比轉(zhuǎn)數(shù)ns，其計(jì)算公式如下：

式中：

ns—比轉(zhuǎn)數(shù)；

h—設(shè)計(jì)工況的揚(yáng)程，米；

q—設(shè)計(jì)工況的流量，米³/秒；

n—轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分；

2.開式葉輪進(jìn)口直徑dj1，其計(jì)算公式如下：

式中：

dj1—開式葉輪進(jìn)口直徑，米；

mn—軸扭矩，牛頓·米；

q—設(shè)計(jì)工況的流量，米³/秒；

[τ]—材料的許用切應(yīng)力，帕；

n—轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分；

k1—開式葉輪速度系數(shù)；

3.開式葉輪速度系數(shù)k1，設(shè)計(jì)公式如下：

(1)主要考慮效率

k1＝0.001652ns+3.511

(2)兼顧效率和汽蝕

(3)主要考慮汽蝕

k1＝23.41sin(0.0001323ns+0.191)

式中：

ns—比轉(zhuǎn)數(shù)；

k1—開式葉輪速度系數(shù)；

4.半開式葉輪進(jìn)口直徑dj2，其計(jì)算公式如下：

式中：

dj2—半開式葉輪進(jìn)口直徑，米；

mn—軸扭矩，牛頓·米；

q—設(shè)計(jì)工況的流量，米³/秒；

[τ]—材料的許用切應(yīng)力，帕；

n—轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分；

k2—半開式葉輪速度系數(shù)；

5.半開式葉輪速度系數(shù)k2，設(shè)計(jì)公式如下：

(1)主要考慮效率

k2＝0.002383ns+5.064

(2)兼顧效率和汽蝕

(3)主要考慮汽蝕

k2＝33.76sin(0.0001323ns+0.191)

式中：

ns—比轉(zhuǎn)數(shù)；

k2—半開式葉輪速度系數(shù)；

6.葉輪出口直徑d2，其計(jì)算公式如下：

式中：

d2—葉輪出口直徑，米；

q—設(shè)計(jì)工況的流量，米³/秒；

n—轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分；

kd2—葉輪出口直徑系數(shù)；

7.葉輪出口直徑系數(shù)kd2，其計(jì)算公式如下：

式中：

kd2—葉輪出口直徑系數(shù)；

ns—比轉(zhuǎn)數(shù)；

8.開式葉輪葉片出口寬度b1，其計(jì)算公式如下：

式中：

b1—開式葉輪葉片出口寬度，米；

kb2—葉片出口寬度系數(shù)；

n—轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分；

kb1—內(nèi)葉片出口寬度系數(shù)；

ηv—容積效率；

ηh—水力效率；

h—設(shè)計(jì)工況的揚(yáng)程，米；

g—重力加速度，米/秒²；

9.內(nèi)葉片出口寬度系數(shù)kb1，其計(jì)算公式如下：

式中：

kb1—葉片出口寬度系數(shù)；

β2—葉片出口安放角，度；

ns—比轉(zhuǎn)數(shù)；

ψ2—葉片出口排擠系數(shù)；

10.半開式葉輪葉片出口寬度b2，其計(jì)算公式如下：

式中：

b2—葉輪葉片出口寬度，米；

kb2—葉片出口寬度系數(shù)；

n—轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分；

ηv—容積效率；

ηh—水力效率；

h—設(shè)計(jì)工況的揚(yáng)程，米；

11.外葉片出口寬度系數(shù)kb2，其計(jì)算公式如下：

式中：

kb2—外葉片出口寬度系數(shù)；

β2—葉片出口安放角，度；

ns—比轉(zhuǎn)數(shù)；

ψ2—葉片出口排擠系數(shù)；

12.葉片出口排擠系數(shù)ψ2，其計(jì)算公式如下：

式中：

ψ2—葉片出口排擠系數(shù)；

λ2—葉輪出口軸面截線與流線的夾角，度；

δ2—葉片住口真實(shí)厚度，米；

d2—葉輪出口直徑，米；

β2—葉片出口安放角，度；

z—葉片數(shù)，個(gè)；

本發(fā)明的有益效果是：提供了一種單吸離心式葉輪設(shè)計(jì)方法，改善了單吸雙葉輪離心泵內(nèi)部的流動(dòng)狀態(tài)，減少了振動(dòng)，提高了導(dǎo)流性能，大大提高了泵的效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例葉輪的三維造型圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例葉輪的軸面剖視圖。

圖2中：1—開式葉輪葉片；2—中間壁板；3—半開式葉輪葉片；4—半開式葉輪進(jìn)口直徑；5—開式葉輪進(jìn)口直徑；6—開式葉輪出口寬度；7—半開式葉輪出口寬度；8—葉輪出口直徑。

具體實(shí)施方式

圖1是本發(fā)明實(shí)施例葉輪的三維造型圖，圖2確定了本發(fā)明單吸雙葉輪幾何形狀和尺寸。本發(fā)明通過以下幾個(gè)關(guān)系式來確定了單吸離心式葉輪的開式葉輪進(jìn)口直徑dj1、半開式葉輪進(jìn)口直徑dj2、葉輪出口直徑d2、開式葉輪葉片出口寬度b1、半開式葉輪葉片出口寬度b2、葉片出口排擠系數(shù)ψ2等葉輪的重要設(shè)計(jì)參數(shù)。

本發(fā)明普遍適用于一種單吸離心式葉輪設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)公式全面、充分地考慮了離心泵內(nèi)的流動(dòng)特性，獨(dú)創(chuàng)地提出了一種單吸離心式葉輪設(shè)計(jì)方法。

以上為本發(fā)明專利參照實(shí)施例做出的具體說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，也包含本發(fā)明構(gòu)思范圍內(nèi)的其他實(shí)施例或變形例。